Резистивно-транзисторная логика

Использование биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, позволяет, подавая сигнал на базу, переводить его из закрытого состояния (большое сопротивление между коллектором и эмиттером) в открытое (насыщенное, с малым сопротивлением).

В этом отношении транзистор напоминает ключ, у которого роль механической управляющей клавиши играет электрический сигнал, подаваемый на его базу. Транзисторы, непосредственно соединенные в цепь, как и диоды, оказываются также гальванически связанными, но наличие третьего вывода позволяет так подобрать параметры схем, что они управляются независимо.

Соберем схему, изображенную на рис.3. Для подачи сигналов логических 0 или 1 используются переключатель А (уровень логического 0 – 0, уровень логической 1 – 5 В).

Рис. 3

Анализ схемы показывает, что при низком уровне входного напряжения (лог 0) сигнал на выходе имеет высокий уровень (лог 1), и, наоборот.

Таким образом, данный элемент осуществляет над сигналом логическую операцию ИНВЕРСИЯ иначе называемую НЕ, на английском - NOT Операция инверсии не имеет аналогии в обычной алгебре.

Уровень сигнала на выходе элемента оценивается с помощью логического пробника Y.

Задание 3. При управлении клавишей А произвести полный перебор аргументов в этом логическом элементе и определить его таблицу истинности. Таблицу отобразить на рисунке.

Элемент НЕ является одновходовым (имеет только одну независимую переменную) и принципиально не может быть реализован в чисто контактной или диодной логике, для реализации этой функции в них пришлось бы ввести реле, трансформатор или иное устройство, способное изменять на 180⁰ фазу выходного сигнала по отношению к входному.

Перестроив схемы ЛЭ НЕ так, что выходом станет эмиттер, получим повторитель сигналов или буфер, служащий для согласования выходных каскадов.

Соберем схему, изображенную на рис.4. Для подачи сигналов логических 0 или 1 используются переключатель А (уровень логического 0 – 0, уровень логической 1 – 5 В).

Рис. 4

Анализ схемы показывает, что при логической 1 на входе, на выходе также будет логическая 1, а при логическом 0 на входе, на выходе также будет логический 0.

Уровень сигнала на выходе элемента оценивается с помощью логического пробника Y.

Задание 4. При управлении клавишей А произвести полный перебор аргументов в этом логическом элементе и определить его таблицу истинности. Таблицу отобразить на рисунке.

Элементы И и ИЛИ, в отличие от ЛЭ НЕ, теоретически могут иметь любое число входов. Три элемента И, ИЛИ и НЕ, образуют логически полную систему, позволяющую получить любые другие логические функции.

Соберем схемы, изображенные на рис.5 и 6. Для подачи сигналов логических 0 или 1 используются переключатели А и В (уровень логического 0 – 0, уровень логической 1 – 5 В).

Уровень сигнала на выходе элемента оценивается с помощью логического пробника Y.

Рис. 5

Рис. 6

Задание 5. При управлении клавишами А и В произвести полный перебор аргументов в логических элементах и определить в соответствии с какими таблицами истинности они функционируют. Таблицы истинности схем отобразить на рисунках.

Данный выбор не является единственным. Например, соединяя последовательно элементы И и НЕ, получим элемент И- НЕ, по-английски: Not AND, обозначаемый NAND. Часто этот элемент называют по фамилии американского логика XX в Генри Морриса Шеффера элементом Шеффера. ЛЭ И-НЕ также образует логически полную систему.

Соберем схему, изображенную на рис.7. Для подачи сигналов логических 0 или 1 используются переключатели А и В (уровень логического 0 – 0, уровень логической 1 – 5 В).

Уровень сигнала на выходе элемента оценивается с помощью логического пробника Y.

Рис. 7

Задание 6. При управлении клавишами А и В произвести полный перебор аргументов в этом логическом элементе и определить в соответствии с какой таблицей истинности функционирует элемент. Таблицу истинности схемы отобразить на рисунке.

Соединяя последовательно элементы ИЛИ и НЕ, получим элемент ИЛИ-НЕ, по-английски Not OR, обозначаемый NOR. Этот элемент называют по фамилии американского ученого Чарльза Сандерса Пирса элементом Пирса. ЛЭ ИЛИ-НЕ также образует полную систему. Этими свойствами ЛЭ пользуются при разработке микросхем.

Соберем схему, изображенную на рис.8. Для подачи сигналов логических 0 или 1 используются переключатели А и В (уровень логического 0 – 0, уровень логической 1 – 5 В).

Уровень сигнала на выходе элемента оценивается с помощью логического пробника Y.

Рис. 8

Задание 7. При управлении клавишами А и В произвести полный перебор аргументов в этом логическом элементе и определить в соответствии с какой таблицей истинности функционирует элемент. Таблицу истинности схемы отобразить на рисунке.